Измеритель параметров комплексных сопротивлений Советский патент 1980 года по МПК G01R27/02 

детектора, щмерителькые входы которых через фазовращатель у первого и непосредственно у второго, соединены с одним из зажимов для подкдтачения объекта измерения, управляющие входы синхрош}ых детекторов у первого непосредственно и через усилитель второго, подключены к образцовому злементу, блок вычитания и два измерителя отношения напряжений, причем выход одного синхронного детектора непосредственно, а другого через блок вычитания соединены с одним из входов измерителей отношения, а выход амплитудного детектора подключен к одному из входов блока вычитания и к другим входам измерителей отношения напряжений 12.

Этому прибору присущи недостатки, снижающие его зффективность. Измеритель не дает прямого отсчета тангенса угла потерь или добротности комплексного сопротивления и он не универсален, так как не обеспечивает измерения объектов с параллельной схемой замещения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей известного измерителя путем получения прямого отсчета тангенса угла потерь для емкостных объектов и добротности для индуктивных, и обеспечения работы с объектами, представленными параллельной схемой замещения.

Эта цель достигается тем, что в Известный измеритель составляющих комплексного сопротивления, содержащий генератор синусоидалного напряжения, образцовый элемент, зажимы для подключения объекта измерения, фазовращатель, усилитель напряи ения, два синхронных детектора и амплитудный детектор, блок вычитания и два измерителя отношения напряжений причем измерительный вход первого синхронного детектора подключен к выходу фазовращателя, выходы cинxpo шыx детекторов, у первого непосредственно, а у второго через блок вычитания соединены с .одним из входов измерителей отношения напряжений, выход ампяитудаого детектора подключен к одному из входов блока вычитания и к другим входам измерителей отношения напряжений, введены переключатель, содержащий две пары неподвижных и одну пару подвижных контактов, и дополнительный измеритель отношения напряжений, причем обе пары неподвижных контактов, первая в прямом, а вторая в обратном порядке подключены к генератору, зажимы для подключения объекта измерения, первый непосредственно, а второй через образцовый элемент, соединены с контактами подвижной пары переключателя, вход амплитудного и управляющие входы синхронных детекторов, у первого непосредствеьшо, и через усилитель второго, соединены со вторым зажимом для

подключения объекта измерения, а вход фазовращателя и измерительный вход второго синхронного детектора подключен к первому или второму контакту первой или второй неподвижной пары соответственно, при зтом . входы дополнительного измерительного измерителя отнощения напряжений подключены к выходам первого синхронного детектора и блока вычитания.

На фиг. 1 изображена структурная схема измерителя; на фиг. 2 - измерительная схема.

Схема содержит генератор 1 синусоидального напряжения, переключатель 2, у которого 2 и 2,2 - неподвижные пары контактов, а 2,3 - подвижная пара контактов, измерительная цепь 3, составленная объектом измерения Hj( с параметрами R (активная составляющая) и X (реактивная составляющая), и образцовым злементом R, т.е. а и с - зажимы для подключения объекта измерения, фазовращатель 4 (на угол 90°), амплитудный детектор 5, усилитель 6 напряжения, синхронные детекторы 7 и 8, блок 9 вычитания, измерители 11-12 отношения напряжений.

Измеритель работает следующим образом.

При измерении объектов с последовате. схемой замещения подвижные контакты переключателя 2 замкнуты на первую пару неподвижных контактов, т.е. на 2.1. Сигнал с генератора 1 подается на измерительную цепь 3 и на фазовращатель 4. Напряжение с образцового злемента R.,, т.е. V поступает на амплитудный детектор 5, усилитель 6 напряжения и на управляющий вход синхронного детектора 8. На управляющий вход синхронного детектора 7 подается напряжение с усилителя 6, козффициент усиления которого равен 2.

Напряжение с амплитудного 5 и синхронного 7 детекторов поступает на блок 9 вычитани Сигнал, равный разности входных напряжений, подается в измерители 11 и 12 отношения напряжений. Напряжение с синхронного детектора 8 поступает на измерители 10 и 12 отношения. Кроме того, на измерители отношения поступает напряжение с амплитудного детектора 5.

Результатами такого взаимодействия функциональных узлов является получение в измерителях 10 и 12 напряжений, пропорциональ: ных реактивной-Х активнот - R составляющим 2j( и тангенса угла потерь tg cf (добротности Q) соответственно.

В случае подключения объекта измерения, представленного параллельной схемой замещен переключатель переводится в положение 2,2 и измеряемый объект подключается к измерительной схеме согласно фиг. 2. Параллельная схема Rj и X может быть представлена эквивалентной ей последовательной схемой из элементов У- ,. V .-/VRV / Тогда для измерительной цепи будет справедлива диаграмма напряжений, где 3 - ток в измерительной цепи, U - напряжение между точками айв. На вход амплитудного детектора 5 и управ ляющие входы синхродетекторов 7 и 8 посту пает напряжение с измеряемого объекта . На выходе 5 будет напряжение, соответствувдщее П ( + ) Из подобия треугольников OQP и NQL (поскольку на измерительный вход синхродетектора поступает напряжение Uj можно видеть, что на выходе (7) сигнал соответствует величине -, 2. г л.ЦД Г,. RO 3 atV-;,) .а.,а На выходе схемы 9 вычитания будет напряжение, соответствующееу, а на выходе измерителя 11 отнощения (это равенство легко .j.y4Htb, используя выражения для t у и У). На измерительный вход синхродетектора 8 поступает напряжение U, причем Uравно по абсолютной величине U, но сдаинуто по фазе на 90°, что соответствует углу 90 между вектора ми 1г и U . Тогда, учитывая равенство треугол ников ONL и КОМ, можно получить на выходе 8 напряжение, соответствующее величине ч 3 Н выходе измерителя отноП ЧУ . шенияЮ получится напряжение, соответствую На выходе измерителя ) г. 12 отнощения сигнал соответствует величине tg(f или Q. Следовательно выходные напряжения измери телей 10-12 отнощения напряжений, соответствуют величинам активной реактивной состав ляющим измеряемого комплексного сопротивления, а также тангенса угла потерь, добротности. Формула изобретения Измеритель параметров комплексных сопротивлений, содержащий генератор синусоидальлого напряжения, зажимы для подключения объекта измерения, образцовьп элемент, фазовращатель, усилитель напряжения, два синхронных и один амплитудный детекторы, блок вычитания и два измерителя отнощения напряжений, причем измерительный вход первого синхронного детектора подключен к выходу фазовращателя, выходы синхронных детекторов, у первого непосредственно, а у второго через блок вычитания соединены с од1шм из входов измерителей отнощения напряжений, выход амплитудного детектора подключен к одному из входов блока вычитания и к другим входам измерителей отнощения напряжений, отличающийся тем, что, с целью расщиреЛИЯ функщ1ональных возможностей путем получения прямого отсчета тангенса угла потерь и добротности, а также измерения объектов, включаемых по параллельной схеме замещения, в него введены переключатель, содержащий две пары неподвижных и одну пару подвиясных контактов, и дополнительный измеритель, отнощения напряжений, причем обе пары неподвижных контактов, первая в прямом, а в обратном порядке подключены к генератору, зажимы для подключения объекта измерения, первый непосредственно, а второй через образцовый элемент соединены с контактами подвижной пары переключателя, вход амплитудного и управляющие входы ctraxpoHHbix детекторов, у первого непосредственно,а у второго через усилитель напряжения соединены со вторым зажимом для подключения объекта измерения, вход фазовращателя и измерительный вход, второго синхронного детектора подключены к первому или второму контакту первой или второй неподвижной пары, соответственно, при этом входы дополнительного измерителя отнощения напряжений подклю чены к выходам первого синхронного детектора иблока вычитания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР да 504979, «п. G 01 R 17/00, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 531098, кл. G 01 R 27/02, 1975 (прототип).